Тема 2. Системные аспекты моделирования

Основными вопросами данной темы являются следующие: понятие «система», свойства системы, ее границы и структура.

Общее неполное и нестрогое понятие «система» звучит следующим образом: система – это множество элементов, находящихся во взаимодействиях, отношениях, связях и благодаря этому представляющих целостность.

Свойства системы:

· целостность и делимость (система – это целостное образование, нос другой стороны – в ее составе могут быть выделены целостные объекты (элементы);

· наличие устойчивых связей;

· организация;

· эмерджентность – это несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов (элементов);

· синергия – связь, которая при совместных действиях отдельных элементов системы обеспечивает увеличение общего эффекта до величины большей, чем сумма эффектов этих всех элементов, действующих независимо.

По отношению к системам применяют анализ и синтез.

Анализ − исследовательский метод, существо которого заключаетсяв том, что система мысленно или практически расчленяется на составные элементы (признаки, свойства, отношения и т. п.) для изучения каждого из них в отдельности и выявления их роли и места в системе.

Синтез − исследовательский метод, в известном смысле обратный анализу, т. е. имеющий своей целью объединение отдельных частей изучаемой системы, ее элементов в единую систему. Целью такого объединения является построение структуры системы, которая обеспечила бы реализацию (системой) некоторой заданной функции или класса функции.

В моделировании важное значение имеет системный анализ.

Системный анализ можно представить как совокупность приемов решения проблем, возникающих в целенаправленной деятельности, на основе использования системной методологии.

Системный анализ характеризуется двояко:

· это научная дисциплина, разрабатывающая общие принципы

исследования сложных объектов с учетом их системного характера;

· то методология исследования объектов посредством их

представления в качестве систем и анализа этих систем.

Системный анализ преимущественно связан с изучением человеческих организаций, при этом он предполагает не только анализ, но и проектирование, то есть развитие, перестройку систем управления. При этом будучи методом исследования объектов системный анализ является эффективным средством решения сложных, недостаточно четко сформулированных проблем, в том числе в экономике. Каждый объект рассматривается как система, состоящая из компонентов/элементов.

В экономике отдельные стороны, характеризующие данный экономический процесс, рассматриваются как элементы сложной истемы с целью изучения их взаимосвязи. Связи между элементами системы могут быть жесткими и гибкими, изменяющимися в процессе функционирования системы, а также непосредственными и опосредованными. С точки зрения кибернетики, связь − это относительно устойчивый процесс обмена информацией, которая регулирует поведение систем. Наиболее важными считаются следующие виды связей: прямые, обратные, рекурсивные, синергетические и циклические.

Прямая связь − это способ соединения элементов в системе, при котором выходное воздействие одного элемента передается на вход другого элемента и общий выход системы не оказывает влияния на ее вход.

Обратная связь − общий выход системы передается на ее вход. Другим

словами, обратная связь характеризует использование в управлении информации, поступающей от объекта управления. Обратная связь считается положительной, если возрастающие результаты усиливают сам процесс, и отрицательной − если ослабляют.

Рекурсивная связь − необходимая связь между экономическими явлениями и объектами, при которой становится ясно, где причина, а где следствие. Например, затраты в экономике всегда выступают в качестве причины, а их результаты − в качестве следствия.

Синергетическая связь в кибернетике и общей теории систем определяется как связь, которая при совместных действиях независимых элементов системы обеспечивает увеличение общего эффекта до величины большей, чем сумма эффектов этих же элементов, действующих независимо.

Циклическая связь − это связь между элементами системы, при которой выход одного элемента является входом другого, выход которого, в свою очередь, оказывается входом первого.

Например, повышение уровня жизни населения способствует росту способности людей к труду, а это приводит, в свою очередь к повышению уровня жизни.

Этапы системного анализа:

1. Постановка задачи – определение объекта исследования, постановка

целей, задание критериев для изучения объекта и управления им. На данном этапе важное значение имеет вопрос, следует ли заниматься данной проблемой.

2. Анализ структуры проблемы и декомпозиция цели. Данный этап необходим для того, чтобы «разложить» проблему на комплекс четко сформулированных задач, которые в случае большой системы образуют иерархию подсистем. Так, например, для сложных управленческих систем в результате декомпозиции общей цели системы формируется дерево целей.

3. Выявление ресурсов, оценка целей и средств. данный этап предполагает количественное описание существующей технологии и мощностей, состояние ресурсов, реализуемых и запланированных проектов, возможностей для взаимодействия с другими системами.

4. Генерация и выбор вариантов в случае несоответствия потребностей и средств для их удовлетворения. Учитывая, что экономический объект существует в изменяющихся условиях, то возникает множество вариантов мероприятий для достижения экономических целей. В ряде случаев целью системного анализа является создание или перепроектирование организации/органа управления, необходимой для реализации целей системы. Например, это может быть внедрение новой службы или наоборот объединение двух служб в одну.

5. Диагностика системы, прогноз и анализ будущих условий. На данном этапе осуществляется системный анализ процессов функционирования и развития системы.

Теперь рассмотрим такие понятия как параметры системы, границы системы, ее структура.

Параметры системы − это такие характеристики, которые изменяются лишь тогда, когда меняется сама система. Таким образом, считается, что для конкретной системы − это константы, поскольку хоть они и меняются, но для этого требуется длительный промежуток времени, поэтому для расчетов их проще принять за постоянные величины.

Экономические параметры − это измеряемые величины, которые характеризуют структуру народного хозяйства, его состояние, уровень экономического развития и сам процесс развития. В этом смысле экономическими параметрами можно считать уровень и темп роста национального дохода, численность населения и т.п. Параметры составляют основу или каркас экономико-математической модели.

Параметры экономико-математических моделей подразделяются на два вида:

· параметры, описывающие поведение системы;

· управляющие параметры, среди которых особенно важны инструментальные.

Инструментальные параметры применяются для характеристики экономических мероприятий и экономической политики правительств.

Вопрос о границах системы решается исходя из самого объекта исследования. Если мы рассматриваем предприятие как экономическую систему, то понимаем, что есть система управления и управляемая система, а вокруг самого предприятия существует внешняя среда.

Структура системы – это организация связей и отношений между подсистемами и элементами системы, а также собственно состав этих подсистем и элементов, каждой из которых соответствует определенная функция. Различают структуры одноуровневые и многоуровневые.

Экономические системы характеризуются, как правило, многоуровневой иерархической структурой. Им свойственна также полиструктурность, т. е. взаимопереплетение разнокачественных подсистем, образующих несколько связанных между собой иерархических структур (производственно-технологических, территориальных, институциональных, социальных и др.). Различают также системы с постоянной и переменной структурами. Причем структура экономической системы обычно относится ко второму виду: она подвижна, формируется применительно к условиям функционирования системы.

Свойства структуры системы во многом определяют поведение системы. Для управления экономической системой важно правильное построение ее организационной структуры. Главной характеристикой качества структуры любой системы является сбалансированность, пропорциональность. Количественно структура системы оценивается соотношением объемов ее частей (подсистем) или их удельным весом.

Так как системы могут по-разному взаимодействовать с внешней средой, то различают следующие виды систем:

· закрытая (или замкнутая) система − это система, изолированная от внешней среды. Такими признаются системы, у которых связь с внешней средой очень слабая, следовательно можно говорить об отсутствии у системы входов и выходов, либо об их неизменности во времени. Поведение такой системы определяется ее начальным состоянием, изменением характеристик ее элементов или структуры связей между ними;

· открытая система − это система, взаимодействующая с окружающей средой в каком-либо аспекте: информационном, энергетическом, вещественном и т. д. Такие системы отображаются обычно открытыми моделями. Поведение таких систем зависит не только от ее начального состояния, изменения характеристик ее элементов или структуры связей, но и от внешних воздействий окружающей среды. В качестве открытой системы рассматривается экономическая система, так как она выступает как подсистема социально-экономической системы;

· относительно обособленная (или относительно изолированная) система − это система, связанная со средой малым числом входов и выходов.

Выяснение структуры системы производится с целью определения эффективности функционирования системы. Под функционированием системы понимаются:

· процесс переработки экономической системой природных ресурсов в продукты производства;

· процессы планирования, управления и экономического стимулирования общественного производства.

В свою очередь при анализе функционирования системы выделяют ее состояние.

Под состоянием системы понимается характеристика системы на данный момент ее функционирования. Поскольку система описывается определенным комплексом существенных переменных и параметров, то для того чтобы выразить состояние системы, требуется определить значения, принимаемые ими в рассматриваемый момент.

Допустим для характеристики предприятия (в соответствии с поставленной задачей) важны его производственная мощность Р, численность рабочих L, размер запасов сырья S, реальный выпуск продукции М. Тогда состояние этой системы в момент t₁ будет исчерпывающе описано неизменным параметром Р и значениями показателей: L(t₁), S(t₁), M(t₁), а в момент t₂ − L(t₂), S(t₂), M(t₂).

Системы могут быть статическими и динамическими, детерминированными и вероятностными.

В любой момент времени состояние детерминированной системы однозначно определено совокупностью ее предшествующих состояний. У вероятностных систем – их состояние является случайной функцией предшествующих состояний.